2014地图学第4章-地理信息综合.pdf

Jiao Jian IRSGIS PKU 1 第第4 4章章 地理信息综合地理信息综合 Jiao Jian IRSGIS PKU 2 地图制图为什么需要进行综合 任何地理区域都是由自然和人文物体和现象构成的复任何地理区域都是由自然和人文物体和现象构成的复 杂综合体杂综合体 而地图或地理数据库则是客观世界的抽象与简而地图或地理数据库则是客观世界的抽象与简 化化 要把真实世界如此众多的信息存储下来要把真实世界如此众多的信息存储下来 最终表现在最终表现在 有限显示幅面的地图上有限显示幅面的地图上 而且还要清晰易读而且还要清晰易读 明显地反映明显地反映 客观世界的规律性客观世界的规律性 不可避免地要产生一个矛盾不可避免地要产生一个矛盾 即即繁多繁多 复杂复杂的地理事物与的地理事物与有限的有限的地图显示幅面和显示内容之间的地图显示幅面和显示内容之间的 矛盾矛盾 这个矛盾贯穿于这个矛盾贯穿于任何制图过程任何制图过程和和整个制图过程中的整个制图过程中的 各个环节各个环节 矛盾的解决依赖于综合方法矛盾的解决依赖于综合方法 Jiao Jian IRSGIS PKU 3 1 地理信息综合概念地理信息综合概念 2 属性数据综合属性数据综合 3 图形综合图形综合 本章主要内容本章主要内容 Jiao Jian IRSGIS PKU 4 1 地理信息综合概念地理信息综合概念 1 概念变化 传统概念 制图综合 现代概念 数字综合 现代概念拓展 地理信息综合 2 地图制图中制图综合实现的策略 3 地理信息综合分类 4 影响制图 图形 综合的主要因素 Jiao Jian IRSGIS PKU 5 经过经过 未经过制图综合的结果比较未经过制图综合的结果比较 传统制图综合概念主要产生于由大比例尺编制小比例尺地图过程中传统制图综合概念主要产生于由大比例尺编制小比例尺地图过程中 Jiao Jian IRSGIS PKU 6 传统概念传统概念 制图综合制图综合 制图综合是指在地图主题与用途制图综合是指在地图主题与用途 比例尺和制图区比例尺和制图区 域地理特点等条件限制下域地理特点等条件限制下 通过对通过对地图内容地图内容的的选取选取 概括和关系协调概括和关系协调 建立起能反映区域地理规律和特点建立起能反映区域地理规律和特点 的新的地图模型的理论的新的地图模型的理论 方法和过程方法和过程 其实质在于用科学的选取与概括手段其实质在于用科学的选取与概括手段 在地图上正在地图上正 确确 明显明显 深刻地反映制图区域的空间分布和变化规深刻地反映制图区域的空间分布和变化规 律律 Jiao Jian IRSGIS PKU 7 地图内容选取地图内容选取 Jiao Jian IRSGIS PKU 8 地图图形化简地图图形化简 Jiao Jian IRSGIS PKU 9 地图图形关系协调地图图形关系协调 Jiao Jian IRSGIS PKU 10 上述及其他比较典型的制图综合定义上述及其他比较典型的制图综合定义 基本上都是从基本上都是从 地地 图图 这一特定空间信息载体这一特定空间信息载体出发来定义制图综合出发来定义制图综合 制图综合主要存在于制图综合主要存在于 1 1 由详细的大比例尺地图产生小比由详细的大比例尺地图产生小比 例尺地图或例尺地图或 2 2 概略的同比例尺地图之中概略的同比例尺地图之中 其影响因素主要是其影响因素主要是 地图的用途地图的用途 比例尺和制图区域的地理特征比例尺和制图区域的地理特征 主要内容包括主要内容包括 选取选取 化简和关系协调等化简和关系协调等 制图综合的任务与作用制图综合的任务与作用 就是实现资料就是实现资料地图内容地图内容到新编到新编 地图内容之间的转换地图内容之间的转换 王家耀等王家耀等 19931993 地图地图 地图地图 Jiao Jian IRSGIS PKU 11 根据统计数据制图 根据统计数据制图 它是一种由统计数据直接编制地图的它是一种由统计数据直接编制地图的 模式模式 根据遥感资料制图根据遥感资料制图 它改变了由大比例尺地图编绘小比例 它改变了由大比例尺地图编绘小比例 尺地图的生产模式尺地图的生产模式 上述制图综合的观点和认识导致我国了根据非线划地图资上述制图综合的观点和认识导致我国了根据非线划地图资 料制图研究的薄弱 反映在教科书中料制图研究的薄弱 反映在教科书中 造成制图综合定义与研造成制图综合定义与研 究内容和方法上的一些矛盾说法和不完全的认识究内容和方法上的一些矛盾说法和不完全的认识 上述定义并不能涵盖所有制图过程中的综合问题上述定义并不能涵盖所有制图过程中的综合问题 数据数据 地图地图 Jiao Jian IRSGIS PKU 12 地图成图模式及所产生的地图类型 12 Jiao Jian IRSGIS PKU 13 编绘成图法中的资料类型 及其对应的成图模式 13 Jiao Jian IRSGIS PKU 14 地图由模拟地图发展到数字地图地图由模拟地图发展到数字地图 也导致了制图综也导致了制图综 合定义及研究范畴的变化合定义及研究范畴的变化 随着随着GISGIS技术的逐渐成熟技术的逐渐成熟 各种类型空间数据库的建各种类型空间数据库的建 立立 使得空间数据深入利用问题越来越得到人们的使得空间数据深入利用问题越来越得到人们的 重视重视 地理信息的综合是其中的一个关键而且是迫地理信息的综合是其中的一个关键而且是迫 切需要解决的问题切需要解决的问题 制图综合的概念需要拓展制图综合的概念需要拓展 数据库数据库 地图地图 地图地图 Jiao Jian IRSGIS PKU 15 数字制图模式 地理 数据库 图形选取 概括 关系协调 数据选取 分类分级 符号化 属性 数据 图形 数据 地图 数据 图形 成图模式 图形 图形 成图模式 地图 Jiao Jian IRSGIS PKU 16 现代概念现代概念 数字综合数字综合 数字信息环境下的制图综合称为数字综合数字信息环境下的制图综合称为数字综合 也称计算也称计算 机综合机综合 它使得传统制图综合的概念得到扩展它使得传统制图综合的概念得到扩展 数字综合是一种对地理数据进行数字综合是一种对地理数据进行空间信息和属性空间信息和属性 信息信息 也可包括时间 的变换而产生新的数据的过 也可包括时间 的变换而产生新的数据的过 程 其目的是为了满足地图用途和用户的需求 减程 其目的是为了满足地图用途和用户的需求 减 少数据的数量 类型和简化图形表达 并在预定的少数据的数量 类型和简化图形表达 并在预定的 比例尺下保持图形表达的清晰性 比例尺下保持图形表达的清晰性 Jiao Jian IRSGIS PKU 17 数字综合组成数字综合组成 数字综合数字综合 属性数据综合属性数据综合 图形综合图形综合 属性数据属性数据 位置数据位置数据 Jiao Jian IRSGIS PKU 18 从模拟地图环境到数字环境下定义制图综合从模拟地图环境到数字环境下定义制图综合 一方面使传统的制图综合概念得到扩展一方面使传统的制图综合概念得到扩展 另一方面另一方面 也反衬出也反衬出 制图综合制图综合 一词已不能全面一词已不能全面 准确地反准确地反 映其内涵映其内涵 因而有必要对因而有必要对模拟地图模拟地图和和数字地图数字地图或或 GISGIS中的有关中的有关 综合综合 问题进行深入的分析问题进行深入的分析 以掌以掌 握现代制图综合的特点握现代制图综合的特点 使得未来研究的目标更加使得未来研究的目标更加 清晰与明确清晰与明确 Jiao Jian IRSGIS PKU 19 从模拟地图环境到数字环境下定义从模拟地图环境到数字环境下定义 综合综合 使传统的制图综合概念得到扩展使传统的制图综合概念得到扩展 但是仍但是仍 然然不够全面不够全面 因为它们基本都是按照因为它们基本都是按照从原始地从原始地 图图形或地图数据开始到产生新的地图图图形或地图数据开始到产生新的地图而定义而定义 综合的综合的 而地图的产生也可以通过而地图的产生也可以通过直接对真实直接对真实 世界观察世界观察 测量测量 获取和处理数据而得到获取和处理数据而得到 其其 间也体现和渗透着科学的综合思想与方法间也体现和渗透着科学的综合思想与方法 Jiao Jian IRSGIS PKU 20 完整综合概念不仅包括属性数据综合和制图完整综合概念不仅包括属性数据综合和制图 综合综合 还要包括从真实世界到数据库建立之间还要包括从真实世界到数据库建立之间 而进行的综合以及数据挖掘而进行的综合而进行的综合以及数据挖掘而进行的综合 即即 地图的生产与利用过程中均存在综合问题地图的生产与利用过程中均存在综合问题 数据库数据库 地图地图 地图地图 Jiao Jian IRSGIS PKU 21 地图信息传输模型地图信息传输模型 地理信息传输链地理信息传输链 从地理世界中获取和组织空间信息从地理世界中获取和组织空间信息 处理信息处理信息 图形和非图形和非 图形形式图形形式 到利用空间信息到利用空间信息 形成了一条环环相扣的形成了一条环环相扣的地理地理 信息传输链信息传输链 Jiao Jian IRSGIS PKU 22 地图地图 关注的关注的 内容内容 关注的关注的 内容内容 地理地理 世界世界 地理信息传输链地理信息传输链 地理信息综合 链 地理信息综合 链 每个链与环对应着不同的制图与应用过程每个链与环对应着不同的制图与应用过程 也对也对 应着不同的综合方法应着不同的综合方法 它们具有不同的特点它们具有不同的特点 故将故将 各个阶段的综合统称为各个阶段的综合统称为地理信息综合地理信息综合 Jiao Jian IRSGIS PKU 23 地理信息综合地理信息综合 地理信息综合包括四个部分 地理信息综合包括四个部分 地理对象综合地理对象综合 属性数据综合属性数据综合 图形综合 制图综合 图形综合 制图综合 归纳综合归纳综合 Jiao Jian IRSGIS PKU 24 地理对象综合地理对象综合 直接由直接由真实真实地理实体到初始数据库的建地理实体到初始数据库的建 立立 其间所进行的综合称为地理对象综合其间所进行的综合称为地理对象综合 由于空间数据库是真实世界的抽象表达由于空间数据库是真实世界的抽象表达 在构建数据库中自然需要对真实空间事物进在构建数据库中自然需要对真实空间事物进 行一定程度的抽象行一定程度的抽象 由真实世界到计算机中由真实世界到计算机中 的数字世界形成的数字世界形成 主要涉及到空间数据的获主要涉及到空间数据的获 取和空间数据模型构建两大问题取和空间数据模型构建两大问题 Jiao Jian IRSGIS PKU 25 属性数据综合属性数据综合 对属性数据所进行的简化处理对属性数据所进行的简化处理 称为属性数据综合或称为属性数据综合或 模型综合模型综合 数据库综合数据库综合 这种综合处理可为不同领域这种综合处理可为不同领域 不同层次或不同需求的不同层次或不同需求的 用户用户 提供不同精度提供不同精度 不同分辨率或不同尺度的空间信息不同分辨率或不同尺度的空间信息 属性数据综合的结果属性数据综合的结果 是一种是一种简化了的派生数据集简化了的派生数据集 便于便于 进行空间分析进行空间分析 计算计算 存储存储 网上传输网上传输 不同分辨率和不不同分辨率和不 同精度数据集的融合同精度数据集的融合 这种综合这种综合不一定完全以生产地图图不一定完全以生产地图图 形为目的形为目的 但它是后续图形综合不可缺少的预处理过程但它是后续图形综合不可缺少的预处理过程 在属性数据综合中在属性数据综合中 主要的综合操作有选取主要的综合操作有选取 类别合并类别合并 聚类聚类 和分级等和分级等 Jiao Jian IRSGIS PKU 26 图形综合图形综合 对图形数据对图形数据 或者对模拟地图的图形或者对模拟地图的图形 所进行的综合处所进行的综合处 理理 称为图形综合或制图综合称为图形综合或制图综合 与属性数据综合不同与属性数据综合不同 图形综合的目的是将空间数据对图形综合的目的是将空间数据对 象符号化象符号化 生成符合制图规范的地图生成符合制图规范的地图 因此这种综合不仅会因此这种综合不仅会 涉及到与属性数据综合相同的问题涉及到与属性数据综合相同的问题 如选取如选取 还要涉及到还要涉及到 由于符号化而带来的一些特殊问题由于符号化而带来的一些特殊问题 如图形的化简如图形的化简 合并合并 图形维度变化图形维度变化 移位移位 特征化特征化 夸大等问题夸大等问题 传统的制图综传统的制图综 合合 实际上就是地理信息综合链中所指的图形综合部分实际上就是地理信息综合链中所指的图形综合部分 Jiao Jian IRSGIS PKU 27 归纳综合归纳综合 归纳综合是运用地理推理方法归纳综合是运用地理推理方法 通过对地理数通过对地理数 据或地图的直接信息与潜在信息的抽象概括据或地图的直接信息与潜在信息的抽象概括 分分 析和归纳析和归纳 获取空间事物分布和演变规律的过程获取空间事物分布和演变规律的过程 与方法与方法 归纳综合结果会产生新的信息或认识归纳综合结果会产生新的信息或认识 Jiao Jian IRSGIS PKU 28 地理信息综合链地理信息综合链 这四部分的综合环环相扣这四部分的综合环环相扣 构成了一构成了一 条完整的地理信息综合链条完整的地理信息综合链 与地理信息传输与地理信息传输 链基本相对应链基本相对应 某个环节的忽略或中断某个环节的忽略或中断 都可能会导致整个信息传递链路的中断或都可能会导致整个信息传递链路的中断或 信息损失信息损失 忽视任何一个综合环节忽视任何一个综合环节 都影都影 响各类综合研究的深入响各类综合研究的深入 Jiao Jian IRSGIS PKU 29 地理信息综合的定义地理信息综合的定义 数字综合包含了传统的制图综合概念数字综合包含了传统的制图综合概念 而地理而地理 信息综合又涵盖了数字综合信息综合又涵盖了数字综合 对一切地理对象对一切地理对象 包括自然地理实体包括自然地理实体 空间数空间数 据据 地图对象所进行的抽象地图对象所进行的抽象 简化简化 可视化和归可视化和归 纳的过程与操作纳的过程与操作 统称为地理信息综合统称为地理信息综合 Jiao Jian IRSGIS PKU 30 地图制图中制图综合实现的策略 从单一的详细 高精度的数据库 主数据库 中从单一的详细 高精度的数据库 主数据库 中 以任意比例尺或分辨率 通过一系列与比例尺 以任意比例尺或分辨率 通过一系列与比例尺 和地图用途相关的变换 产生新的地图 和地图用途相关的变换 产生新的地图 建立多比例尺数据库 在一定程度上克服了缺少建立多比例尺数据库 在一定程度上克服了缺少 有效的制图综合方法的问题 但也带来了数据不有效的制图综合方法的问题 但也带来了数据不 一致的问题 一致的问题 第一种情形的制图综合是一种理想的策略 而后第一种情形的制图综合是一种理想的策略 而后 一种是一种实用的策略 一种是一种实用的策略 Jiao Jian IRSGIS PKU 31 主数据库成图模式 主数据库主数据库 地图 地图 地图 地图 源数据 更新数据 制图综合 不同比例尺地图数据不同比例尺地图数据 Jiao Jian IRSGIS PKU 32 多比例尺数据库成图模式 1 5万 1 10 万 1 1万 1 20 万 地图 地图 地图 地图 源数据 更新数据 不同比例尺地图数据不同比例尺地图数据 Jiao Jian IRSGIS PKU 33 多比例尺的概念在影像和多比例尺的概念在影像和DEM 数据中表现为不同分数据中表现为不同分 辨率辨率 对于栅格格式的影像或地图对于栅格格式的影像或地图 用金字塔结构来组用金字塔结构来组 织不同分辨率的影像和织不同分辨率的影像和DEM 数据已基本形成共识数据已基本形成共识 它它 对于数据的表现有较高的效率对于数据的表现有较高的效率 可以实现不同分辨率数可以实现不同分辨率数 据之间的无缝浏览据之间的无缝浏览 Jiao Jian IRSGIS PKU 34 地理信息综合分类地理信息综合分类 比例尺驱动的综合 比例尺驱动的综合 比例尺的变化比例尺的变化 会引起地图图会引起地图图 形尺寸的变化形尺寸的变化 当比例尺缩小时当比例尺缩小时 地图上的一些图形会地图上的一些图形会 小到肉眼无法分辨的程度小到肉眼无法分辨的程度 由此自然产生了一种综合由此自然产生了一种综合 称为称为比例综合比例综合 它是地理信息综合的原始驱动力它是地理信息综合的原始驱动力 应用驱动的综合应用驱动的综合 对地理事物的综合 对地理事物的综合 不完全受比不完全受比 例尺或者图形最小尺寸例尺或者图形最小尺寸 空间分辨率的限制空间分辨率的限制 而主要取而主要取 决于地图应用的目的决于地图应用的目的 地图用途所决定的对地理事物重地图用途所决定的对地理事物重 要性的认识与判断要性的认识与判断 并以此为基础确定图形综合的原则并以此为基础确定图形综合的原则 与标准与标准 这种综合就是一种以应用为驱动力的综合这种综合就是一种以应用为驱动力的综合 称称 为为目的综合目的综合 Jiao Jian IRSGIS PKU 35 比例尺驱动的制图综合 常用于从较大比例尺的原始地图数据产生较小比常用于从较大比例尺的原始地图数据产生较小比 例尺的普通地图 例尺的普通地图 在制图中关注分析地图信息的几何特征在制图中关注分析地图信息的几何特征 Jiao Jian IRSGIS PKU 36 应用驱动的制图综合 常用于从含有详细或多层地理信息的原始数据中常用于从含有详细或多层地理信息的原始数据中 产生专题地图 产生专题地图 在制图中关注分析地图信息的语义特征在制图中关注分析地图信息的语义特征 Jiao Jian IRSGIS PKU 37 影响制图 图形 综合的主要因素影响制图 图形 综合的主要因素 地图的用途地图的用途 起主导作用起主导作用 决定着决定着 制图综合的方向制图综合的方向 比例尺 比例尺 决定着制图综合的程度决定着制图综合的程度 制图区域的地理特点制图区域的地理特点 是制图综合是制图综合 的客观依据的客观依据 Jiao Jian IRSGIS PKU 38 地 图 用 途 对 制 图 综 合 的 影 响 地 图 用 途 对 制 图 综 合 的 影 响 Jiao Jian IRSGIS PKU 39 比例尺对图形综合的影响比例尺对图形综合的影响 地图比例尺标志着地图对地面的缩小程度地图比例尺标志着地图对地面的缩小程度 直接影响着地图内容表示的可能性直接影响着地图内容表示的可能性 地图比例尺决定着地图表示的空间范围地图比例尺决定着地图表示的空间范围 影影 响着对制图物体和现象重要性的评价响着对制图物体和现象重要性的评价 地图比例尺决定着地图的几何精度地图比例尺决定着地图的几何精度 影响着影响着 各要素相互关系处理的难度各要素相互关系处理的难度 Jiao Jian IRSGIS PKU 40 比例尺精度或地图分辨率 中国 地图上中国 地图上0 0 1 1毫米的两点间的距离相当于实地的水毫米的两点间的距离相当于实地的水 平距离平距离 称作比例尺精度称作比例尺精度 国外 一般从地图绘制角度国外 一般从地图绘制角度 将地图上可绘制的最小的将地图上可绘制的最小的 地物特征或距离地物特征或距离 称为空间分辨率称为空间分辨率 它是地图上它是地图上0 0 5 5毫毫 米相当于实地的水平距离米相当于实地的水平距离 Jiao Jian IRSGIS PKU 41 比 例 尺 对 内 容 表 示 的 影 响 Jiao Jian IRSGIS PKU 42 比 例 尺 对 内 容 表 示 的 影 响 Jiao Jian IRSGIS PKU 43 比例尺影响地图几何精度比例尺影响地图几何精度 和空间关系协调难度和空间关系协调难度 Jiao Jian IRSGIS PKU 44 地 理 特 征 对 图 形 综 合 的 影 响 地 理 特 征 对 图 形 综 合 的 影 响 Jiao Jian IRSGIS PKU 45 地 理 特 征 对 制 图 综 合 的 影 响 地 理 特 征 对 制 图 综 合 的 影 响 Jiao Jian IRSGIS PKU 46 2 属性数据综合属性数据综合 1 选取 资格法 定额法 2 分级 Jiao Jian IRSGIS PKU 47 属性信息反映了空间事物和现象的质量特征或数量属性信息反映了空间事物和现象的质量特征或数量 特征特征 有定性数据和定量数据两种类型有定性数据和定量数据两种类型 常以表格形常以表格形 式表达式表达 属性数据属性数据 Jiao Jian IRSGIS PKU 48 属性数据综合主要体现在对属性数据的选取 聚类 属性数据综合主要体现在对属性数据的选取 聚类 分级等方面 分级等方面 属性数据综合属性数据综合 选取选取 指从空间数据库中选取或计算出特定应用所需要指从空间数据库中选取或计算出特定应用所需要 的属性数据 主要是通过数据库的查询与检索操作或模型的属性数据 主要是通过数据库的查询与检索操作或模型 计算实现 计算实现 聚类聚类 包括定性和定量数据的聚类包括定性和定量数据的聚类 后者是定量地确定后者是定量地确定 样本或指标之间的亲疏关系 并将其归入不同的类别 样本或指标之间的亲疏关系 并将其归入不同的类别 分级分级 将定量属性数据分为若干个等级 将定量属性数据分为若干个等级 Jiao Jian IRSGIS PKU 49 属性数据的选取 存在着两种情形 它们反映在属性数据的选取 存在着两种情形 它们反映在 数据综合操作上所受到的约束条件不同 处理难数据综合操作上所受到的约束条件不同 处理难 度也不一样 度也不一样 1 第一种情形的选取 纯粹是以产生简 第一种情形的选取 纯粹是以产生简 化的数据集为目的 这种选取化的数据集为目的 这种选取与图形显示无关与图形显示无关 因此可以不考虑比例尺等有关地图的问题 因此可以不考虑比例尺等有关地图的问题 2 第二种选取是为产生地图产品服务的第二种选取是为产生地图产品服务的 它要受到有关它要受到有关地图表达地图表达方面的影响 而这些也是方面的影响 而这些也是 图形综合中选取操作必须考虑的问题 图形综合中选取操作必须考虑的问题 属性数据的选取属性数据的选取 Jiao Jian IRSGIS PKU 50 确定选取指标的常用方法确定选取指标的常用方法 选取资格的确定选取资格的确定 资格法资格法 选取定额的确定选取定额的确定 定额法定额法 Jiao Jian IRSGIS PKU 51 衡量地图综合程度的指标衡量地图综合程度的指标 地图载负量地图载负量也称为地图的容量也称为地图的容量 是衡量地图内容是衡量地图内容 多少的标志多少的标志 地图载负量大地图载负量大 地图上所表示的地地图上所表示的地 理事物就多理事物就多 地图的载负量又分为面积载负量和数值载负量地图的载负量又分为面积载负量和数值载负量 面积载负量面积载负量是指地图上所有符号和注记所占的面是指地图上所有符号和注记所占的面 积与图幅总面积之比积与图幅总面积之比 数值载负量数值载负量是指地图上单是指地图上单 位面积内地物符号和注记的个数位面积内地物符号和注记的个数 适宜载负量和极限载负量 适宜载负量和极限载负量 Jiao Jian IRSGIS PKU 52 资格法是按照一定的数量或质量指标作为选取的标准资格法是按照一定的数量或质量指标作为选取的标准 或资格或资格 优点优点 标准明确标准明确 简单易行简单易行 速度快速度快 易于掌握和实易于掌握和实 施施 缺点缺点 是不易正确反映区域间的地理差异是不易正确反映区域间的地理差异 难以控制难以控制 各区域之间的地图载负量各区域之间的地图载负量 下保底但上不封顶下保底但上不封顶 为了弥补这一缺点为了弥补这一缺点 常常需要为不同的地理区域规定常常需要为不同的地理区域规定 不同的选取资格不同的选取资格 或对选取标准确定一个活动范围或对选取标准确定一个活动范围 以以 调整不同环境中制图物体重要性的差别调整不同环境中制图物体重要性的差别 选取资格的确定选取资格的确定 资格法资格法 Jiao Jian IRSGIS PKU 53 定额法是规定出地图范围内应选取的制图物体的数量定额法是规定出地图范围内应选取的制图物体的数量 实际上就是确定各区域地图的适宜载负量实际上就是确定各区域地图的适宜载负量 以解决地图上以解决地图上 选多少选多少 的问题的问题 该法尤其适用于圈形居民地该法尤其适用于圈形居民地 湖泊群湖泊群 岛屿群和建筑物符号群等点状要素的选取岛屿群和建筑物符号群等点状要素的选取 这种方法的优点是能保证具有适宜的载负量这种方法的优点是能保证具有适宜的载负量 但是它的但是它的 明显缺点是无法照顾到不同区域地理要素的差异明显缺点是无法照顾到不同区域地理要素的差异 不能保不能保 证优先选取重要地物证优先选取重要地物 上封顶但下不保底上封顶但下不保底 选取定额的确定选取定额的确定 定额法定额法 Jiao Jian IRSGIS PKU 54 方根模型方根模型 方根模型也称开方根规律 是由德国地图学方根模型也称开方根规律 是由德国地图学 家托普费尔于家托普费尔于19621962年提出的一种计算制图物体选年提出的一种计算制图物体选 取定额的方法 它是建立在经验规律基础之上的取定额的方法 它是建立在经验规律基础之上的 一种数学模型 托普费尔认为由资料地图编制新一种数学模型 托普费尔认为由资料地图编制新 地图时 制图物体的数量变化与这两幅图的地图时 制图物体的数量变化与这两幅图的比例比例 尺分母的平方根尺分母的平方根有关 有关 Jiao Jian IRSGIS PKU 55 方根模型的基本形式方根模型的基本形式 BAAB MMNN NA 资料图同类地物的数量 NB 新编图上同类地物应选取的数量 MA MB 资料图和新编图的比例尺分母 Jiao Jian IRSGIS PKU 56 方根模型的扩展形式方根模型的扩展形式 BAAB MMCDNN C 符号尺寸改正系数 D 物体重要性等级改正系数 符号尺寸改变符号尺寸改变 Jiao Jian IRSGIS PKU 57 符号尺寸改正系数符号尺寸改正系数C的确定的确定 1 1 当新编图上符号尺寸的变化符合开方根规律时 当新编图上符号尺寸的变化符合开方根规律时 C C 1 1 2 2 当新编图上符号尺寸的变化不符合方根规律时当新编图上符号尺寸的变化不符合方根规律时 对于面状地物对于面状地物 对于线状地物对于线状地物 W W和和P P分别是线状符号的宽度和面状符号的面积 分别是线状符号的宽度和面状符号的面积 BABA MMWWC 2 BABA MMPPC Jiao Jian IRSGIS PKU 58 物体重要性等级改正系数物体重要性等级改正系数D的确定的确定 对于一般地物对于一般地物 对于重要地物对于重要地物 对于次要地物对于次要地物 1 BA DMM 1 AB DMM 1 D Jiao Jian IRSGIS PKU 59 根据方根模型进行的河流选取根据方根模型进行的河流选取 Jiao Jian IRSGIS PKU 60 方根模型解决了方根模型解决了 选多少选多少 的问题的问题 但是关但是关 于于 选哪些选哪些 的问题的问题 尤其是在同类尤其是在同类 同级要素同级要素 中中 保留哪些保留哪些 舍去哪些舍去哪些 这是一个较难处理的这是一个较难处理的 问题问题 也是制图工作者在制图综合中面临的主要也是制图工作者在制图综合中面临的主要 问题之一问题之一 在目前的编图实践中在目前的编图实践中 还须制图人员还须制图人员 根据实际情况来具体确定根据实际情况来具体确定 Jiao Jian IRSGIS PKU 61 分级分级 对属性数据进行分级也是一种重要的属性数据综合对属性数据进行分级也是一种重要的属性数据综合 方法 它方法 它往往是统计制图必须的先行步骤往往是统计制图必须的先行步骤 分级的数据处理包括对数据的排序 统计分析 分级的数据处理包括对数据的排序 统计分析 分分 级数和分级界限的确定 级数和分级界限的确定 后两者是分级数据处理的核后两者是分级数据处理的核 心 分级数一经确定 分级的主要工作就是如何确定心 分级数一经确定 分级的主要工作就是如何确定 分级的界限 它决定着分级数据表示的统计精度 对分级的界限 它决定着分级数据表示的统计精度 对 后续的分级符号化能否保持数据特征也起着决定性的后续的分级符号化能否保持数据特征也起着决定性的 作用 作用 Jiao Jian IRSGIS PKU 62 分级数对数据的综合程度有很大的影响分级数对数据的综合程度有很大的影响 分级数越多分级数越多 对数据的综合程度就越小 分级数越小对数据的综合程度就越小 分级数越小 对数据的综合程对数据的综合程 度就越大度就越大 对地图制图而言对地图制图而言 为了尽可能保持数据原貌为了尽可能保持数据原貌 必须得必须得 增加分级数 而另一方面为了增加地图的易读性又必须得增加分级数 而另一方面为了增加地图的易读性又必须得 限制分级数限制分级数 因为分级过细会分散地图读者的注意力因为分级过细会分散地图读者的注意力 使使 地图读者的记忆产生困难地图读者的记忆产生困难 如何在二者之间取得平衡如何在二者之间取得平衡 需需 要遵循一些原则要遵循一些原则 Jiao Jian IRSGIS PKU 63 分级数确定的原则分级数确定的原则 对地图制图而言 对地图制图而言 分级数一般为分级数一般为5 5 7 7级比较级比较 适宜 最粗略的分级一般不低于适宜 最粗略的分级一般不低于3 3级 最多的分级 最多的分 级一般也不超过级一般也不超过9 9级 级 Jiao Jian IRSGIS PKU 64 分级界线确定的原则分级界线确定的原则 1 在分级数一定的前提下在分级数一定的前提下 各级内部的数据差异要尽各级内部的数据差异要尽 可能小 不同级之间的数据差异应尽可能大可能小 不同级之间的数据差异应尽可能大 对于具有明显聚群分布的数据对于具有明显聚群分布的数据 应该以数据集中区应该以数据集中区 分聚群的关键点分聚群的关键点 或称自然裂点或称自然裂点 为分级界限为分级界限 这这 是确定分级界限的基本原则是确定分级界限的基本原则 在保持数据分布特征的前提下 在保持数据分布特征的前提下 各分级界限应该尽各分级界限应该尽 可能地可能地规则变化规则变化 便于地图读者理解与记忆便于地图读者理解与记忆 Jiao Jian IRSGIS PKU 65 为使每一个数据准确地被划分在一定等级内为使每一个数据准确地被划分在一定等级内 分级界限分级界限 的标定可采用的标定可采用 左闭右开左闭右开 或或 左开右闭左开右闭 的形式的形式 数据采用合适的计量单位数据采用合适的计量单位 分级界限应适当凑整分级界限应适当凑整 尽量尽量 避免小数 各分级界限数值除了最高位或接近最高位以避免小数 各分级界限数值除了最高位或接近最高位以 外外 其他位数尽可能置其他位数尽可能置0 0或或5 5的倍数的倍数 有利于地图读者的有利于地图读者的 阅读与记忆阅读与记忆 为反映数据的分布特征为反映数据的分布特征 分级界限应与数据的变化相适分级界限应与数据的变化相适 应应 允许出现分级界限不连续现象允许出现分级界限不连续现象 但从心理角度讲但从心理角度讲 相互连接的分级界限更有顺序感相互连接的分级界限更有顺序感 分级界线确定的原则分级界线确定的原则 2 Jiao Jian IRSGIS PKU 66 级差固定的常用分级方法级差固定的常用分级方法 等差分级等差分级 标准差分级标准差分级 1 i HL ALi N 21 1 i SXX n i n X X n 其中 其中 2XS 2 1XSXS 1 XSX 1XXS 1 2XSXS 2XS 1 i ALiD 或或 Jiao Jian IRSGIS PKU 67 级差规则变化的常用分级方法级差规则变化的常用分级方法 等比分级等比分级 1i i AL r 1 2 iN Jiao Jian IRSGIS PKU 68 级差非规则变化的常用分级方法级差非规则变化的常用分级方法 一般是根据数一般是根据数 据分布中的据分布中的自然自然 裂点裂点进行分级进行分级 对于不均匀分布对于不均匀分布 的数据的数据 可能存可能存 在着若干个自然在着若干个自然 裂点裂点 根据裂点根据裂点 将数据分成若干将数据分成若干 等级等级 可以比较可以比较 真实地反映了数真实地反映了数 据的分布特征据的分布特征 Jiao Jian IRSGIS PKU 69 3 图形综合图形综合 1 选取 2 概括 3 关系协调 1 选取 删除 2 概括 3 关系协调 约束 4 夸大 5 特征化 6 Jiao Jian IRSGIS PKU 70 位置信息描述了空间事物所处的位置 它可采用某种坐位置信息描述了空间事物所处的位置 它可采用某种坐 标参照系统来定义 在地图上往往采用 标参照系统来定义 在地图上往往采用 x x y y 表示 地图 表示 地图 图形主要是由位置 图形图形主要是由位置 图形 几何 数据所反映出来的 几何 数据所反映出来的 图形数据图形数据 Jiao Jian IRSGIS PKU 71 图形综合与属性综合是紧密联系的 有时二者不可能截然图形综合与属性综合是紧密联系的 有时二者不可能截然 分开 往往空间图形数据的变化就是属性数据综合的结果 分开 往往空间图形数据的变化就是属性数据综合的结果 例如在数据库中删除了一些低等级的道路 相应地其图形符例如在数据库中删除了一些低等级的道路 相应地其图形符 号也被删除 删除了图形符号 也就意味着删除了它的属性号也被删除 删除了图形符号 也就意味着删除了它的属性 数据 但是二者毕竟不同 由于图形综合是数据 但是二者毕竟不同 由于图形综合是以产生与实地空以产生与实地空 间关系相间关系相一致的一致的 清晰的清晰的图形表达图形表达为目的 因而要涉及到一为目的 因而要涉及到一 系列与图形有关的问题 有人称之为系列与图形有关的问题 有人称之为几何 几何 GeometricGeometric 综综 合合 图形综合与属性数据综合的关系图形综合与属性数据综合的关系 Jiao Jian IRSGIS PKU 72 图形综合受到更多的约束条件 拓扑一致性要求 图形关系协调 拓扑一致性要求 图形关系协调 Jiao Jian IRSGIS PKU 73 在计算机环境下在计算机环境下 目前计算机只能按照一定的目前计算机只能按照一定的 顺序顺序 一步一步进行综合一步一步进行综合 所以在数字综合中必须所以在数字综合中必须 区分各种综合操作区分各种综合操作 人们把自动综合中的一系列可人们把自动综合中的一系列可 执行的操作称之为执行的操作称之为综合算子综合算子 GeneralizationGeneralization OperatorsOperators 而每一个综合算子又可以有多种而每一个综合算子又可以有多种算算 法法 GeneralizationGeneralization AlgorithmAlgorithm 综合算子与算法 Jiao Jian IRSGIS PKU 74 由于人们对问题的认识不尽相同由于人们对问题的认识不尽相同 研究综合算研究综合算 法时可以从不同的角度进行法时可以从不同的角度进行 致使对每一类的综致使对每一类的综 合算子开发出的综合算法却不止一个合算子开发出的综合算法却不止一个 在数字制在数字制 图综合中图综合中 选择恰当的综合选择恰当的综合算子算子 算法和操作顺算法和操作顺 序序非常重要的非常重要的 它是保证从原始数据到新编地图它是保证从原始数据到新编地图 数据的精度和一致性的前提数据的精度和一致性的前提 Jiao Jian IRSGIS PKU 75 研究者 综合算子 Robinson等 1984 Keates 1989 Delicia和Black 1987 McMaster和 Monmonior 1989 Beard和 Mackaness 1991 McMaster 和Shea 1992 毗邻化 Agglomeration 聚合 Aggregation 融合 Amalgamation 分类 Classification 粗化 Coarsen 收缩 Collapse 合并 Combination 移位 Displacement 增强 Enhancement 夸大 Exaggeration 归纳 Induction 兼并 Merge 删除 Omission 精化 Refinement 选择 Selection 化简 Simplification 光滑 Smoothing 符号化 Symbolisation 典型化 Typification Jiao Jian IRSGIS PKU 76 综合算子综合算子 选取 删除 化简 合并 降维转换 夸大 特征化 移位 Jiao Jian IRSGIS PKU 77 选取 删除 选取从图形数据中选取那些对地图的用途 比例尺和制选取从图形数据中选取那些对地图的用途 比例尺和制 图区域地理特点而言重要的图形的过程 属性数据综合图区域地理特点而言重要的图形的过程 属性数据综合 的选取 主要考虑了属性数据的语义特征 适当地考虑的选取 主要考虑了属性数据的语义特征 适当地考虑 了比例尺和符号尺寸对选取的影响 如方根模型 这了比例尺和符号尺寸对选取的影响 如方根模型 这 里的选取主要考虑在几何度量和图形表达约束下对图形里的选取主要考虑在几何度量和图形表达约束下对图形 数据的选取 数据的选取 Jiao Jian IRSGIS PKU 78 图形选取的步骤图形选取的步骤 1 1 确定在成图比例尺地图上最小的符号尺确定在成图比例尺地图上最小的符号尺 寸或对象之间的最小距离寸或对象之间的最小距离 2 2 计算选取的定额计算选取的定额 3 3 确定选取的顺序确定选取的顺序 Jiao Jian IRSGIS PKU 79 选取的顺序 在制图要素选取的实施过程中 应本着在制图要素选取的实施过程中 应本着 从整体到从整体到 局部 从主要到次要 从大到小 从高级到低级局部 从主要到次要 从大到小 从高级到低级 的顺序进行选取 只有这样才能使选取不陷入盲目的顺序进行选取 只有这样才能使选取不陷入盲目 和混乱状态之中 和混乱状态之中 图形表达的约束图形表达的约束 Jiao Jian IRSGIS PKU 80 河 流 特 征 选 取 河 流 特 征 选 取 Jiao Jian IRSGIS PKU 81 流域沟谷选取的错误流域沟谷选取的错误 Jiao Jian IRSGIS PKU 82 图形化简 概括 在地图编绘中 由于比例尺的缩小 使得一部在地图编绘中 由于比例尺的缩小 使得一部 分图形缩小到难以分辨的程度 或者因为弯曲太分图形缩小到难以分辨的程度 或者因为弯曲太 多太细而妨碍了空间事物主要特征的显示 同时多太细而妨碍了空间事物主要特征的显示 同时 也会给读者的视觉造成混乱 甚至引起心理上的也会给读者的视觉造成混乱 甚至引起心理上的 不舒服感觉 因此就要对图形形状进行化简 不舒服感觉 因此就要对图形形状进行化简 以以 减少视觉感受上的复杂性 突出空间事物整体的减少视觉感受上的复杂性 突出空间事物整体的 规律性 规律性 Jiao Jian IRSGIS PKU 83 化简化简 化简不象删除操作那样除掉地图上的地物化简不象删除操作那样除掉地图上的地物 而是删掉线而是删掉线 状符号状符号 面状符号和曲面上密集的数据点面状符号和曲面上密集的数据点 DouglasDouglas PeuckerPeucker算法算法 A B C d Jiao Jian IRSGIS PKU 84 Douglas Peucker算法算法 1 在曲线首尾两点 在曲线首尾两点A B之间连接一条直线之间连接一条直线AB 该直线 该直线 为曲线的弦 为曲线的弦 2 计算曲线上各点到该直线段的距离 找出最大的点 计算曲线上各点到该直线段的距离 找出最大的点C 及其到及其到AB的距离的距离d 3 比较 比较d与预先给定的阈值与预先给定的阈值e的大小 如果小于的大小 如果小于e 则直 则直 线段线段AB作为曲线的近似 该段曲线处理完毕 作为曲线的近似 该段曲线处理完毕 4 如果 如果d大于大于e 则用 则用C将曲线分为两段将曲线分为两段AC和和BC 并分 并分 别对这两段重复步骤别对这两段重复步骤1 3的处理 的处理 5 当所有曲线都处理完毕时 依次连接各个分割点形成 当所有曲线都处理完毕时 依次连接各个分割点形成 的折线 即可以作为整条曲线的近似 的折线 即可以作为整条曲线的近似 Jiao Jian IRSGIS PKU 85 线状要素化简算法的评价标准线状要素化简算法的评价标准 简化后的线状要素的变形最小 简化后线的数据量最小 即利用最少的数 据点获得对图形的最佳表达 既简化了图 形又保持了线状图形的精度 算法要尽可能地简单 Jiao Jian IRSGIS PKU 86 线状要素化简算法的评价标准线状要素化简算法的评价标准 简化后的线状要素的变形最小 简化后线的数据量最小 即利用最少的数 据点获得对图形的最佳表达 既简化了图 形又保持了线状图形的精度 算法要尽可能地简单 Jiao Jian IRSGIS PKU 87 正 向 地 貌 的 化 简